本书系统地介绍最近几年在无线传感网络与定位方面的新技术，主要内容包括：无线传感网络组网中的汇聚节点选址优化方案，基于Wi-Fi的移动终端定位与位置指纹数据库更新算法，基于线性序列扩频定位新技术，基于智能终端的记步测量与惯性导航技术，最后给出无线定位系统的两个典型应用案例。
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前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 室内无线定位技术概述 3
1.2.1 无线定位技术 4
1.2.2 Wi-Fi定位技术 5
1.2.3 声波定位技术 5
1.2.4 其他定位技术 6
1.3 室内无线定位技术研究现状 6
1.3.1 室内无线定位技术研究现状 6
1.3.2 室内无线定位技术标准化现状 7
1.3.3 基于CSS的宽带无线定位技术研究 8
1.4 本书的章节安排 9
参考文献 9
第2章 无线传感网络与定位技术 15
2.1 无线传感器网络中的ZigBee技术 16
2.1.1 起源 17
2.1.2 技术简介 18
2.1.3 自组织网通信 19
2.1.4 ZigBee产品 20
2.1.5 ZigBee网络 23
2.2 ZigBee协议 27
2.2.1 物理层与媒体访问控制层 28
2.2.2 网络层协议及组网方式 29
2.2.3 应用层 32
2.3 无线定位基本方法 35
2.3.1 三边测量法 35
2.3.2 三角测量法 36
2.3.3 双曲线定位法 36
2.3.4 抵达角度定位方法 37
2.3.5 最小二乘法 38
2.3.6 极大似然估计法 39
2.4 基于测距的定位算法 40
2.4.1 TOA定位算法 40
2.4.2 TDOA定位算法 41
2.4.3 RSSI定位算法 41
2.5 基于非测距的定位算法 42
2.5.1 质心定位算法 42
2.5.2 DV-Hop算法 43
2.5.3 APIT算法 45
2.5.4 凸规划定位算法 47
2.5.5 位置指纹法 47
2.6 基于ZigBee的TLM定位算法实例 48
2.6.1 定位算法 48
2.6.2 TLM定位算法设计 49
2.6.3 算法仿真及结果 50
2.7 本章小结 54
参考文献 54
第3章 无线传感网络节点选址技术 56
3.1 概述 56
3.2 静态节点部署 57
3.2.1 部署方法 58
3.2.2 部署主要目标 61
3.2.3 基于角色的部署策略 66
3.3 动态节点部署 67
3.3.1 动态重部署概述 67
3.3.2 动态重部署问题 68
3.3.3 汇聚节点重定位方案 70
3.4 移动网络汇聚节点动态选择模型 75
3.4.1 移动传感网概述 75
3.4.2 SCSN选址模型 76
3.4.3 结构意识自适应算法 78
3.4.4 SCSN低复杂度边界设计 80
3.4.5 Steiner移动应用高稳定低偏心性 82
3.4.6 模型性能测试 86
3.5 本章小结 88
参考文献 88
第4章 Wi-Fi定位技术 92
4.1 Wi-Fi基础 92
4.1.1 IEEE 802.11系列标准概述 92
4.1.2 Wi-Fi网络成员与结构 94
4.1.3 Wi-Fi信道 96
4.1.4 Wi-Fi MAC帧格式 98
4.1.5 Wi-Fi扫描 100
4.2 位置指纹法 103
4.2.1 概述 103
4.2.2 位置指纹数据库 104
4.2.3 搜索空间缩减技术 107
4.2.4 位置估算方法 110
4.3 轨迹优化 118
4.3.1 状态空间模型 118
4.3.2 贝叶斯递推估计原理 118
4.3.3 卡尔曼滤波及其改进 119
4.4 Loc定位研究工具集 123
4.4.1 工具集概述 123
4.4.2 Loclib 124
4.4.3 Loctrace 127
4.4.4 Loceva 128
4.4.5 Locana 130
4.5 本章小结 132
参考文献 132
第5章 航位推算与室内定位技术 134
5.1 惯性测量单元 134
5.1.1 MEMS的应用与发展 134
5.1.2 MEMS的分类与功能 134
5.1.3 坐标系定义与变换 137
5.2 计步算法与步长估计 138
5.2.1 人体运动步态模型 138
5.2.2 数据预处理方法 139
5.2.3 计步算法 143
5.2.4 步长估计方法 148
5.3 姿态解算与方向测量方法 151
5.3.1 基于加速度计和磁场传感器的方向估计测量方法 151
5.3.2 基于陀螺仪的方向测量方法 153
5.3.3 基于PCA的方向测量方法 154
5.3.4 多传感器数据融合方法 158
5.4 基于航位推算的室内定位方法及其扩展 163
5.4.1 个人航位推算原理 163
5.4.2 粒子滤波与航位推算 163
5.4.3 Landmark矫正技术 168
5.4.4 Wi-Fi位置指纹辅助定位 170
5.5 室内定位系统仿真与分析 171
5.5.1 仿真环境与参数设置 171
5.5.2 航位推算与粒子滤波 173
5.5.3 计步与方向误差容忍 175
5.5.4 粒子滤波参数分析 176
5.5.5 环境参数分析 177
5.6 本章小结 178
参考文献 178
第6章 CSS定位技术 182
6.1 基于CSS的无线网络技术简介 182
6.1.1 Chirp信号与脉冲压缩理论 182
6.1.2 MDMA调制技术 186
6.1.3 CSS的发展及技术特点 188
6.1.4 CSS无线定位技术与其他技术方案的比较 192
6.1.5 基于CSS的无线测距方法 196
6.2 非视距传播问题 198
6.2.1 非视距识别 200
6.2.2 非视距误差抑制 204
6.3 本章小结 206
参考文献 206
第7章 无线定位技术应用 208
7.1 煤矿井下定位系统 209
7.1.1 ZigBee技术优势 209
7.1.2 煤矿井下定位系统设计 210
7.1.3 ZigBee网络架构与实现 211
7.1.4 小结 213
7.2 基于Wi-Fi的商场定位系统 213
7.2.1 Wi-Fi定位研究现状 214
7.2.2 商场定位系统概要 216
7.2.3 总体设计需求 217
7.2.4 具体实施 218
7.2.5 小结 220
7.3 老人关爱室内定位系统 220
7.3.1 项目背景 220
7.3.2 航位推算系统 221
7.3.3 系统设计 221
7.3.4 意义与改进 224
7.4 基于Ubisense平台的仓储物流系统 224
7.4.1 UWB技术优势 225
7.4.2 系统部署 225
7.4.3 叉车与货盘定位 226
7.4.4 系统结构 227
7.4.5 实现功能 228
7.4.6 技术优势 228
7.5 定位方案 229
7.5.1 其他室内定位方案 229
7.5.2 新兴的室内定位方案 231
7.5.3 室内定位方案比较 234
7.6 本章小结 235
参考文献 236
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